Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG STT 1 2 3 GVHD Lớp Sinh viên thực hiện HỌ VÀ TÊN MSSV Năm học 2021 2022 NHÓM 12 – LỚP DT HK213 Trường Đ[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG GVHD Lớp Sinh viên thực STT HỌ VÀ TÊN Năm học: 2021-2022 MSSV NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG GVHD Lớp Sinh viên thực STT HỌ VÀ TÊN MSSV Hoàn thành NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM MỤC LỤC Thành viên tham gia Lời nói đầu BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG .9 BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 13 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM LỜI NÓI ĐẦU Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đưa mơn Thí nghiệm Hóa đại cương vào chương trình giảng dạy Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên môn cô Võ Nguyễn Lam Uyên giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu ngày qua Trong suốt thời gian tham gia lớp học cô, chúng em tự thấy thân tư hơn, học tập thêm nghiêm túc hiệu Đây chắn tri thức quý báu, hành trang cần thiết cho chúng em sau Được phân công giảng viên mơn, với kiến thức tích lũy trình học tập, chúng em xin trình bày thí nghiệm số 1,2,4 Qua việc thực báo cáo này, nhóm chúng em biết thêm nhiều kiến thức lạ bổ ích Do vốn kiến thức chúng em hạn chế nên cố gắng chắn khó tránh khỏi thiếu sót Kính mong xem xét, góp ý để báo cáo chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I Tiến trình thí nghiệm Thí nghiệm 1: Nhiệt dung nhiệt lượng kế Đặt ống đong mặt phẳng cố định cho nước cất vào (đặt mắt phải ngang với vạch 50ml mặt cong phải chạm vạch 50) → cho vào cốc cắm nhiệt kế đo nhiệt độ t → lấy ống đông lấy tiếp 50ml nước nóng (đúng thể tích) cho vào bình nhiệt lượng kế cắm nhiệt kế đo nhiệt độ t → rửa lau khô nhiệt kế để trả nhiệt độ phịng (khơng thiếu bước này) → mở nút lắp phễu rót phần nước nguội cốc vào bình nhiệt lượng kế lấy phễu lắp nhiệt kế lên → lắc cho nước nóng nước thường trao đổi nhiệt xác định nhiệt độ t (thí nghiệm làm lần) Thí nghiệm 2: Nhiệt trung hịa HCl NaOH Đầu tiên rửa buret, buret chứa hóa chất tráng hóa chất → đóng khóa buret tay trái đổ hóa chất lên đầy buret chỉnh buret (phải làm hết bọt khí chỉnh buret 0) → mở khóa buret chứa dung dịch NaOH (lấy 25ml, ý không xả hết buret) → cắm nhiệt kế vào cốc chứa NaOH xác định nhiệt độ t1 → lấy bình nhiệt lượng kế cho HCl, lấy 25ml dung dịch HCl cho vào bình nhiệt lượng kế → rửa lau khơ, trả nhiệt kế nhiệt độ phịng cắm vào bình nhiệt lượng kế đo nhiệt độ t2 → lắp phễu lên rót phần NaOH từ cốc vào bình nhiệt lượng kế, lấy phễu đóng nút lại, lắc lên đo nhiệt độ t (thí nghiệm làm hai lần) Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan CuSO4 khan (lưu ý CuSO4 dễ hút ẩm) Dùng ống đong lấy 50ml nước cất cho vào bình nhiệt lượng kế, cắm nhiệt kế vào đo nhiệt độ t → cân nhanh gần 4g CuSO4 khan, ghi lại khối lượng → mở hẳn nắp bình nhiệt lượng kế, trút phần chất rắn vào → đậy nắp lại, lắp nhiệt kế lắc (nhiệt tỏa nhiệt hòa tan CuSO vào nước), xem nhiệt độ lên cao (cực đại) sau giảm lấy nhiệt độ cao (cực đại) t (thí nghiệm làm hai lần) Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan NH4Cl Dùng ống đong lấy 50ml nước cất cho vào bình nhiệt lượng kế cắm nhiệt kế vào đo nhiệt độ t1 → cân nhanh gần 4g NH4Cl ghi lại khối lượng → mở hẳn nắp bình nhiệt lượng kế trút phần chất rắn vào → đậy nắp lại, lắp nhiệt kế lên lắc (nhiệt tỏa nhiệt hòa tan NH 4Cl vào nước), xem nhiệt độ lên cao (cực đại) sau giảm lấy nhiệt t (thí nghiệm làm hai lần) NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM II Kết thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế = 50( - Ta có: { = 1( ) độ ) →mc = 50.1 = 50 ( ) 1= 29 độ - Ta lại có: { 2= 58 2= = 1+ 44 - Ta có cơng thức: m0c0 = mc ( 3− 1)−( 2− 3) (44− 29)−(58−44) Thí nghiệm 2: Xác định phản ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl NaOH (2−3) = 50 CNaCl0.5M =1(cal/g.độ) (58−44) NaCl0.5M nNaCl0.5M = 0.05 x 0.5 = 0.025 (mol) = 3.57(độ) = 1.02 (g/ml) m0c0 tb = 3.33 (cal/độ) VNaOH = 25ml, VHCl = 25ml Nhiệt độ ℃ t1 t2 t3 Q(cal) Qtrung bình (cal) (cal/mol) Lần Lần 28.5 27.5 34 327.42 309.23 -13096.8 28 27 33 300.135 -12005.4 - Tính giá trị + m = (VNaOH +VHCl) x 1.02 = (25 + 25) x 1.02 = 51 (g) + =− 1+ =− -12005.4 ) = (3.57+51)×(33− 300.135 28 28 33.5 300.135 28+27 + Q = (m0c0 +mc) × ( − Lần ) = 300.135 (cal) = −12005.4 (cal/mol) 0,025 < nên phản ứng tỏa nhiệt Tính tốn tương tự với lần thí nghiệm thứ hai lần thứ ba Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess CCuSO4 =1(cal/g.độ); mCuSO4 =4g ; nCuSO4 = mCuSO4/160 Nhiệtmnước =độ50g℃ m0c0 tb = 3Lần.57 (cal/độ) t1 t2 (cal/mol) 29 34 −11514 Lần 29 34 −11514 Lần 29 34.5 4.5 −12665.4 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 (cal/mol) Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM -11897.8 Với m = 50+4 = 54g; n = mCuSO4/160 =4/160 = 0.025 mol Q = (m0c0 +mc) × (t2-t1)=(3.57 + 54) × (34-29)=287.85 (cal) 287.85 + =− =− 0.025 < nên phản ứng tỏa nhiệt Tính tốn tương tự với lần thí nghiệm thứ hai lần thứ ba = −11514 (cal/mol) Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl CNH4Cl = 1(cal/g.độ) nNH4Cl = mNH4Cl/53.5 = 4/53.5 =0.075 (mol) Nhiệt độ ℃ t1 t2 Lần Q(cal) (cal/mol) (cal/mol) Với m = 50 +4 = 54g Lần 29 25 −230.28 3070.4 Q = (m0c0 +mc) × (t2-t1)=(3,57+54)(25-29)=-230.28 −230.28 +) 29 24.5 −259.065 3454.2 3326.27 Lần 29 24.5 4.5 −259.065 3454.2 (cal) =− =− 0.075 = 3070.4 (cal/mol) > nên phản ứng tỏa nhiệt Tính tốn tương tự với lần thí nghiệm thứ hai lần thứ ba III Trả lời câu hỏi phản ứng HCl + NaOH → NaCl +H20 tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M ? Tạ i ? Trả lời: nNaOH = 1×0,025 = 0,025 mol nHCl = 2×0,025 = 0,05 mol NaOH 0,025 + HCl → NaCl + H2O 0,05 → HCl dư → ∆HTB tính dựa số mol NaOH Vì lượng HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt Nếu thay HCl 1m HNO3 1m kết thí nghiệm có thay đổi khơng? Trả lời: NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Nếu thay HCl HNO3 thí nghiệm khơng có thay đổi HCl HNO3 axit mạnh phân ly hoàn toàn HNO3 tác dụng với NaOH phản ứng trung hịa Tính ∆H3 lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem nguyên nhân gây sai số thí nghiệ m này: o Mất nhiệt nhiệt lượng kế o Do nhiệt thiết kế o Do dụng cụ đong thể tích hóa chất o Do cân o Do sunfat đồng bị hút ẩm o Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng cal/mol.độ Theo em sai số quan trọng nhất, giải thích? Cịn nguyên nhân khác không? Trả lời: - Theo định luật Hess - ∆H3lt = ∆H1 + ∆H2 = -18,7 + 2,8 = -15,9 ( kcal/mol) = -15900 ( cal/mol) Theo thực nghiệm: ∆H3tn = -16052,4 ( cal/mol) Có chênh lệch lớn thực nghiệm lý thuyết Theo em, nhiệt nhiệt lượng kế quan trọng Vì q trình làm thí nghiệm thao tác khơng xác, nhanh chóng dẫn đến thất nhiệt mơi trường bên ngồi CuSO4 khan dễ hút ẩm, q trình cân đưa vào làm thí nghiệm không nhanh khiến cho đồng sunfat bị hút ẩm ảnh hưởng đến kết thí nghiệm NHĨM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I/ Thực hành Xác định bậc phản ứng theo Chuẩn bị ống nghiệm chứa bình tam giác chứa Na 2S 2O 2theo bảng sau: Ống nghiệm V(ml) TN 0,4M Erlen V(ml) 0,1M V(ml) 28 8 24 16 16 - Dùng Pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm - Dùng Buret cho nước vào erlen - Tráng Buret Na 2S 2O 0,1M tiếp tục dùng Buret cho Na 2S 2O vào Erlen - Lần lượt cho phản ứng cặp ống nghiệm Erlen sau: Đổ nhanh axit ống nghiệm vào erlen Bấm đồng hồ ( dung dịch tiếp xúc nhau) Lắc nhẹ, sau để yên quan sát, thấy dung dịch chuyển sang đục bấm đồng hồ Lặp lại thí nghiệm lấy giá trị trung bình Xác định bậc phản ứng theo Thao tác tương tự phần với lượng axit Na 2S 2O theo bảng sau: Ống nghiệm V(ml) TN 0,4M Erlen V(ml) 0,1M V(ml) 28 8 24 8 16 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM II Kết thí nghiệm Bậc phản ứng theo Nồng độ ban đầu (M) TN ∆ ∆ ∆ 0.1 0.4 130 120 125 0.1 0.4 64 60 62 0.1 0.4 35 32 33.5 Ta có : log(t1t ) m= log(2) Từ TN1 TN2 ta có: = log(∆ttb1 ) ∆t tb2 = Bậc phản ứng theo Na 2S 2O = Bậc phản ứng theo log(∆ttb2 ∆t tb3 62) ≈ 1.012 log(2) = ) log( 33.562 ) ≈ 0.888 log(2) log(2) 1+ = 1.012+0.888=0.95≈ 2 log( 125 log(2) Từ TN2 TN3 ta có: = Nồng độ ban đầu (M) TN ∆ ∆ ∆ 0.1 0.4 70 66 68 0.1 0.4 64 60 62 0.1 0.4 57 53 55 Từ TN1 TN2 ta có: 10 NHĨM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM log(∆t tb1 ∆t tb2 = log(2) III Trả lời câu hỏi = 68 log( ) 62 Từ TN2 TN3 ta có: Bậc phản ứng theo Na 2S 2O = ) log(∆t = tb2 ∆t tb3 log(2) ) 62 log( ) 55 1+ = log(2) 0.133+0.173 ≈ 0.133 = ≈ 0.173 log(2) = 0.153 ≈ Trong TN trên, nồng độ phản ứng? ảnh hưởng lên vận tốc Viết lại biể u thức tính vận tốc phản ứ ng Xác định bậc ph ản ứ ng Trả lời: - Nồng độ Na 2S 2O tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng Nồng độ ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng - Biểu thức tính vận tốc: V = k.[Na 2S 2O 3] 0.888 [ ] không 0.153 - Bậc phản ứng: 0.888 + 0.153 = 1.041 Cơ chế phản ứng viết sau: 24 + Na 2S 2O → Na 2SO 4+ H2S2O3→ H2SO3+ S H2S2O3 (1) (2) Dựa vào kết thí nghiệm kết luận phản ứng (1) hay (2) phản ứng định vận tốc phản ứng tức phản ứng xảy chậm hay không? Tại sao? Lưu ý thí nghiệm trên, lượng axit luôn dư so với Na 2S 2O Trả lời: - (1) phản ứng trao đổi ion nên phản ứng xảy nhanh - (2) phản ứng oxi hóa khử nên tốc độ phản ứng xảy chậm 11 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 => Phản ứng phản ứng định tốc độ phản ứng Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Dựa sở phương pháp thí nghiệm vận tốc xác định thí nghi ệm xem v ận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Trả lời: - Vận tốc xác định ∆ ∆ ≈ ( biếnghiệmthiêntrênồng độ lưu huỳnh không đáng kể khoảng thời gian ∆ ) nên vận tốc thí ∆ Thay đổi thứ tự cho xem vận tốc tức thời bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao? Trả lời: - Thay đổi thứ tự cho Na 2S 2O 3thì bậc phản ứng khơng thay đổi Ở nhiệt độ xác định, bậc phản ứng phụ thuộc vào chất hệ ( nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt, áp suất) mà khơng phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng 12 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 1, Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh dựa theo bảng: Dựa đường cong chuẩn độ, xác định bước nhảy pH, điểm tương đương chất thị thích hợp Từ bảng số liệu Ta vẽ đường cong chuẩn độ sau: Từ đồ thị ta xác định giá trị gần đúng: • Bước nhảy pH 10,2 • Điểm tương đương: ≈7 Thí nghiệm 2: Tráng buret dung dịch NaOH 0,1N, sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 13 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ vào erlen 150ml, thêm 10 ml nước cất giọt phenolphtalein Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến dung dịch erlen chuyển sang màu hồng nhạt bền khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH dùng Lặp lại thí nghiệm hai lần để tính giá trị trung bình Bả ng số liệu: Lần VHCl (ml) 10 10 10 VNaOH (ml) 10.7 10.8 10.7 CNaOH (N) 0.1 0.1 0.1 CHCl (N) 0.107 0.108 0.107 Sai số 0.0003 0.0007 0.0003 = (0.107+0.108+0.107) = 0.1073 (N) Ta tính sai số tuyệt đối lần đo theo công thức: ∆ _ =| _ − ̅| → Các giá trị sai số thể bảng Sai số trung bình: = (0.0003+0.0007+0.0003) Suy ra, nồng độ HCl cần dùng là: = 0.1073 ± 0.0004 ( ) Thí nghiệm 3: Tiến hành tương tự thí nghiệm thay chất thị phenolphtalein metyl da cam Màu dung dịch đổi từ đỏ sang cam Lần 10 10 10 10.7 10.6 10.7 0.1 0.1 0.1 0.107 0.106 0.107 Sai số 0.0003 0.0007 0.0003 = Ta tính sai số tuyệt đối lần đo theo công thức: (0.107+0.106+0.107) = 0.1067 (N) =| ∆ _ ̅ _ −| → Các giá trị sai số thể bảng Sai số trung bình: 14 = NHĨM 12 – LỚP DT_HK213 =1 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM (0.0003+0.0007+0.0003) = 0.0004 (N) = 0.1067 ± 0.0004 ( ) Thí nghiệm 4: Tiến hành tương tự thí nghiệm thay chất dung dịch HCl dung dịch axit axetic Làm thí nghiệm lần với lần đầu dùng chất thị phenolphtalein, lần sau dùng metyl da cam 4a: Chuẩn độ với phenolphtalein: Lần Sai số 3 ( ) 0.109 0.108 0.108 ) 10 10 10 10.9 10.8 10.8 0.1 0.1 0.1 = ( 0.0007 0.0003 0.0003 (0.109+0.108+0.108) = 0.1083 (N) Ta tính sai số tuyệt đối lần đo theo công thức: ∆ _ =| |̅ Các giá trị sai số thể bảng _− 3̅ Sai số trung bình: = (0.0007+0.0003+0.0003) = 0.0004 (N) Suy ra, nồng độ ) 4b: Chuẩn độ 3 cần dùng3 là: _ = 0.1083 ± 0.0004 ( với metyl da cam: Lần 10 3.6 0.1 0.036 II TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1.Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, sao? Thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ khơng thay đổi đương lượng phản ứng chất không thay đổi, có bước nhảy thay đổi điểm pH tương đương không thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ bước nhảy nhỏ ngược lại 2.Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? 15 NHÓM 12 – LỚP DT_HK213 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Phenol phtalein giúp ta xác định xác bước nhảy pH phenol phtalein khoảng từ 8-10 Bước nhảy metyl orange 3.1- 4.4 mà điểm tương đương hệ (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh) nên thí nghiệm (Phenol phtalein) cho kết xác 3.Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit axetic thị màu xác hơn, sao? Phenol phtalein giúp ta xác định xác bước nhảy pH phenol phtalein khoảng từ 8-10 Bước nhảy metyl orange 3.1- 4.4 mà điểm tương đương hệ >7 (do axit yếu tác dụng với bazơ mạnh) 4.Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit thỉ kết khơng thay đổi chất phản ứng khơng thay đổi, phản ứng trung hòa chất thị đổi màu điểm tương đương - HẾT - 16